과학의 패러다임 - 홍성욱

 

 패러다임은 미국의 과학 사학자 겸 과학 철학자 토머스 쿤이 그의 명저 「과학 혁명의 구조」(1962)에서 제창한 개념으로, 과학자들이 세상을 바라보고, 조작하고, 이해하는 틀입니다. 서로 다른 패러다임을 가진 사람들은 서로 다른 세상에 사는 사람들과 같습니다. 패러다임이 다른 사람들은 같은 것을 보고도 다른 식으로 해석합니다. 전근대인에게는 우주가 영적이고 신비로운 유기체지만, 근대인에게 우주는 복잡한 기계에 가깝습니다. 서로 다른 패러다임을 가진 사람들이 보고 경험하는 세계는 서로 다른 것이지요. 그렇지만 패러다임을 세계관이라고만 생각하면 안 됩니다. 패러다임은 추상적인 세계관이라기보다, 과학자들의 연구를 이끌어 주는 모범적인 문제 풀이 방식같이 훨씬 구체적인 것입니다. 페러다임에는 모델, 이론, 법칙, 가설 같은 이론적인 요소 만이 아니라, 실험의 방식, 기구, 표준과 같은 물질적이고 실험적인 요소도 얽혀 있습니다.

처음 ▶패러다임의 개념

 

 일단 과학자 사회가 하나의 패러다임을 받아들이면, 그 패러다임은 어떤 문제가 의미 있는 과학적 문제인지, 문제를 어떻게 풀어야 하는지, 여러 답안 가운데 어떤 답이 더 훌륭한 답인지에 대한 기준과 지침을 제공해 줍니다. 쿤은 하나의 패러다임이 지배하는 과학을 '정상 과학'이라고 불렀습니다. 정상 과학은 본질적으로 패러다임을 완벽하게 하고 확장하는 활동입니다. 퍼즐 풀이와 비슷한 면이 있찌묘. 그렇지만 패러다임으로 설명되지 않는 변칙적인 문제들이 연이어 등장하면 저상 과학은 위기 국면으로 진입하게 되고, 새로운 패러다임이 등장해서 기존 패러다임을 대체하는 '과학 혁명'이 뒤따릅니다. 쿤은 과학이 정상 과학 상태에서 위기를 맞고, 과학 혁명을 겪으며 새로운 정상 과학으로 발전한다고 본 것입니다.

중간① 중심 내용 ▶패러다임이 전환과 과학 혁명

 패러다임에 기초한 정상 과학에는 흥미로운 과학 철학적 특성이 두 가지 있습니다. 우선 하나는 패러다임과 잘 맞지 않는 사례들이 중요하지 않은 것으로 무시되거나 패러다임 안으로 포섭되곤 한다는 것입니다. 흔히 과학자들은 이론에 역행하는 관찰이나 실험 결과가 나오면 그 이론을 폐기한다고 생각하지만, 실제로는 한두 가지의 변칙 사례 때문에 패러다임을 포기하는 일은 드뭅니다. 뉴턴의 고전 물리학 패러다임은 수많은 현상을 성공적으로 설명했지만, 천왕성의 궤도에 대해서는 예상치의 두 배에 달하는 오차가 나서 과학자들이 골머리를 앓았습니다. 전통적인 과학 철학에 의하면 이럴 때 뉴턴 역학은 폐기되어야 합니다. 실제로 19세기 초에 이 문제를 고민했던 과학자 중에는 뉴턴과 다른 형태로 중력 이론을 제창한 사람들도 있었습니다. 그렇지만 과학자 공동체 대다수가 뉴턴 역학을 포기하지 않았고, 다른 방법을 찾았습니다. 천왕성 다음에 또 다른 행성이 존재할지 모른다고 생각하고 그 행성을 찾기 시작했고, 결국 예상된 위치에서 해왕성을 발견한 것입니다. 패러다임은 예상과 다른 한두 가지의 반증 사례로는 폐기되지 않습니다. 반증이 과학의 핵심이라는 생각은 실제 과학 활동과 잘 부합하지 않습니다.

중간② 1문단 ▶패러다임의 과학 철학적 특성①

 두 번째 과학 철학적 특성은 바로 이런 까닭으로, 두 개의 패러다임이 공존하는 과학 혁명기에는 과거의 패러다임을 계속 고수하는 과학자와 새로운 패러다임을 받아들인 과학자 사이에 합리적인 소통이 어렵다는 것입니다.(쿤은 이러한 소통의 어려움을 '공약 불가능성'이라는 철학적인 개념으로 압축했습니다. 하나의 잣대로 경쟁하는 두 주장을 비교하는 것이 어렵다는 뜻입니다.) 과거의 패러다임은 많은 자연 현상을 성공적으로 설명해 왔지만, 한두 가지의 변칙적인 현상을 설명하지 못합니다. 반면에 새로운 패러다임은 한두 가지의 변칙적인 현상을 잘 설명하지만, 일반적으로 잘 알려진 다른 현상들에 대해서는 기존의 패러다임만큼 잘 설명하지 못하는 경우가 많습니다. 많은 성공을 거두었던 과거의 패러다임은 약간의 문제에 직면하게 되는 것이고, 새로운 패러다임은 미래의 가능성을 보여 주면서도 많은 불확실성을 안고 있는 것이지요. 따라서 과거의 패러다임 아래에서 연구를 수행했던 구세대의 과학자들은 이것을 쉽게 버리지 못합니다. 새로운 패러다임은 젊은 과학자들, 과학의 주류에서 조금 벗어나 있는 변방의 과학자들이 받아들이게 됩니다.

중간② 2문단 ▶패러다임의 과학 철학적 특성②

 

중간② 중심 내용▶패러다임의 과학 철학적 특성

 쿤은 정상 과학 시기에는 패러다임이 복수로 존재하는 것의 불가능에 가깝다고 주장했습니다. 패러다임의 공존이나 경쟁은 과학 혁명기에나 가능하다는 것입니다. 쿤이 이런 생각을 한 까닭은, 과학자 사회를 ㅁ나들고 정의하는 것이 바로 패러다임이기 때문입니다. 즉, 어떤 과학자 집단이 패러다임을 공유하게 되면, 그때부터 그 집단은 외부의 다른 집단과 구별되는 과학자 사회의 정체성을 공유하는 것입니다. 따라서 하나의 과학자 사회가 두 패러다임을 공유하는 식으로 쪼개지는 상황은 없다는 것이 쿤의 생각이었습니다. 이런 상황은 패러다임을 습득하기 이전인 '전(前) 패러다임 시기'에나 해당하는 이야기입니다. 정상 과학 시기는 논쟁이 없는 평화로운 시기이며, 과학 혁명기는 두 패러다임 사이의 공약 불가능성과 논쟁이 지배하는 전쟁의 시기인 것입니다. 과학은 이렇게 '전쟁과 평화'를 반복하면서 발전합니다.

중간③ 1문단 ▶과학의 발전 과정

 패러다임 전환의 사례로 자주 언급되는 것은 프톨레마이오스의 지구 중심설에서 코페르니쿠스의 태양 중심설로의 변화, 이리스토텔레스의 역학에서 갈릴레이의 역학으로의 변화, 슈탈의 플로지스톤 이론에서 라부아지에의 산소 이론으로의 변화, 뉴턴의 고전 물리학에서 아인슈타인의 상대성 이론으로의 변화 등입니다. 그런데 패러다임의 변화에는 이렇게 세계관의 변혁을 가져오는 거대한 것만 있는 것은 아닙니다. 하나의 과학 분과 내에서도 작은 패러다임의 변화가 수없이 많을 수 있습니다

중간③ 2문단 ▶패러다임의 전환 양상① - 거대한 세계관의 변혁을 가져오는 경우

 예를 들어 물리학의 분과인 고체 물리학에는 초전도체 연구라는 작은 주제가 있는데, 이런 작은 주제 안에서도 얼마든지 패러다임의 전환이 가능합니다. 그리고 패러다임의 전환이 모든 과학자에게 영향을 주는 것도 아닙니다. 고전 물리학에서 양자 역학으로의 전환은 물리학에 엄청난 영향을 미쳤지만, 화학에는 기술 변화 정도의 영향만 미쳤고, 생물학에는 거의 영향을 미치지 않았습니다.

중간③ 3문단 ▶패러다임의 전환 양상② - 작은 단위에서의 변화를 가져오는 경우

 

중간③ 중심 내용▶과학의 발전 과정과 패러다임의 전환 양상

 패러다임이 정립되면 과학자들은 패러다임을 모델로 삼아서 인접한 현상들을 설명하고, 패러다임을 더 정교하게 하면서 적용 범위를 넓혀 나갑니다. 과학이 전문화되고, 과학 지식이 심원해지는 과정입니다. 과학은 급속하게 어려워집니다. 동시에 패러다임으로는 잘 설명되지 않는 현상을 패러다임에 맞추려고 애쓰는 과정이기도 한데, 쿤은 이를 두고 과학이 "자연을 패러다임이라는 상자에 구겨 넣는다."라고 했습니다.

중간④ ▶패러다임의 정립 후에 일어나는 일

 쿤에 의하면 과거의 패러다임에서 성공을 맛봤던 과학자들은 새로운 패러다임이 등장한 때에도 과거의 패러다임을 고수합니다. 이들에게 새로운 패러다임은 과거의 패러다임보다 단순하고 조야하기까지 합니다. 상식적으로 말이 안 되는 부분도 있습니다. 같은 일이 기술 혁신에서도 발생합니다. 과거에 연속적으로 성공을 거두었던 기업은, 자신들의 성공 비결이 '패러다임'이라는 생각을 하지 못합니다. 이것이 언젠가 새로운 패러다임으로 대체될 것이라는 것을 생각도 못하는 것이지요. 과하고가 마찬가지로, 기술의 영역에서도 과거의 기술은 새로운 기술로 계속해서 대체됩니다. 그리고 과거의 기술에 집착하던 기업들은 신기술로 부상하는 신생 기업으로 대체됩니다. 과학에서의 패러다임 전환이 과학의 발전을 낳듯이, 기술 혁신에서의 이런 변화 역시 거스르기 힘든 역사의 발전 과정입니다.

끝  ▶패러다임의 전환 양상과 비슷한 기술 혁신의 과정 

 

 

출처 - 고등학교 독서, 고형진 외 5인, 동아출판

원출처 -홍성욱, 「홍성욱의 에스티에스(STS)', 과학을 경청하다」(동아시아, 2016)

 

 

 

♥ 이렇게 내용을 파악해 보자.

 

1. 각 문단의 중심 내용을 적어 보자.

 

2. 처음, 중간, 끝의 중심 내용을 적어보자.

 

3. 위 활동을 중심으로 주제를 적어 보자.

 

 

 

♡ 정답

 

 

처음 : 패러다임의 개념

 

중간① 중심 내용 ▶ 패러다임이 전환과 과학 혁명

 

중간② 1문단 ▶ 패러다임의 과학 철학적 특성①

중간② 2문단 ▶ 패러다임의 과학 철학적 특성②

중간② 중심 내용 ▶ 패러다임의 과학 철학적 특성

 

중간③ 1문단 ▶ 과학의 발전 과정

중간③ 2문단 ▶ 패러다임의 전환 양상① - 거대한 세계관의 변혁을 가져오는 경우

중간③ 3문단 ▶ 패러다임의 전환 양상② - 작은 단위에서의 변화를 가져오는 경우

중간③ 중심 내용 ▶ 과학의 발전 과정과 패러다임의 전환 양상

 

중간④ 중심 내용 ▶ 패러다임의 정립 후에 일어나는 일

 

끝 ▶ 패러다임의 전환 양상과 비슷한 기술 혁신의 과정

 

 

❀ 갈래 - 설명문

주제 - 과학 패러다임의 개념과 과학의 발전 과정